Фильтр для курительного изделия
Изобретение относится к фильтру для курительного изделия. Технический результат - создание фильтра для курительного изделия, который может уменьшить стимулирующий компонент, такой как формальдегид, и который не уменьшает больше, чем необходимо, компонент, влияющий на аромат курения, включенный в основной дым. Фильтр для курительного изделия содержит сегмент фильтра, включающий в себя пористый материал, содержащий фракцию гидротальцита и неволокнистую связующую смолу. Пористый материал дополнительно содержит фракцию целлюлозы. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
[Область техники]
[0001] Настоящее изобретение относится к фильтру для курительного изделия.
[Уровень техники]
[0002] Для создания фильтров с функцией удаления при курении только ненужных компонентов из компонентов, содержащихся в табачном дыме, или функцией придания специфического аромата и вкуса табачному дыму при использовании сигареты с фильтром активно проводились исследования и разработки.
В качестве средства для достижения этого известно приготовление пористого вещества, включающего материал для регулирования компонентов, содержащихся в табачном дыме, и использование пористого вещества в качестве составляющего материала фильтра (см., например, Патентные документы 1-3).
Примеры материалов для регулирования компонентов, содержащихся в табачном дыме, представляют собой активные частицы (Патентный документ 1-3).
Также известен сигаретный фильтр, имеющий тело фильтра, включающее в себя фильтрующий материал, в котором частицы, регулирующие степень фильтрации, выбранные из частиц целлюлозы, частиц триацетата целлюлозы и их смесей, диспергированы в жгуте из волокон ацетата целлюлозы (Патентный документ 4).
[Список ссылок]
[Патентный Документ]
[0003] [Патентный документ 1] Японский перевод заявки PCT №. 2016-510993
[Патентный документ 2] Японский перевод заявки PCT №. 2014-509833
[Патентный документ 3] Публикация патентной заявки Японии №. 2013-215196
[Патентный документ 4] Японский перевод заявки РСТ №. 2016-510995
[Сущность изобретения]
[Техническая проблема]
[0004] Когда пористое вещество, включающее активные частицы, описанные в Патентных документах 1-3, используется в качестве составляющего материала фильтра, раздражающие компоненты, такие как монооксид углерода, фенол и формальдегид в табачном дыме, могут быть уменьшены, но другие компоненты основного потока дыма также могут быть уменьшены.
Кроме того, с материалом фильтра, описанным в Патентном документе 4, поскольку частицы, регулирующие степень фильтрации, такие как частицы целлюлозы, диспергированы внутри жгута из волокон ацетата целлюлозы, и степень заполнения жгута из волокон ацетата целлюлозы в фильтре велика, основной поток компонентов дыма может быть уменьшен больше, чем необходимо.
[0005] Как указано выше, согласно методикам, описанным в Патентных документах 1-4, в дополнение к раздражающим компонентам, таким как монооксид углерода, фенол и формальдегид, также уменьшаются компоненты основного потока дыма. В результате пользователь может не получить полноценного удовольствия от курения.
[0006] Принимая во внимание вышеизложенное, согласно настоящему изобретению создан фильтр для курительного изделия или тому подобного, который может уменьшать раздражающие компоненты, такие как формальдегид, и не уменьшать больше, чем необходимо, компоненты, влияющие на аромат и вкус дыма основного потока.
[Решение проблемы]
[0007] В результате интенсивных исследований изобретателями настоящего изобретения было установлено, что вышеупомянутая проблема может быть решена с помощью фильтра для курительного изделия, причем фильтр содержит сегмент фильтра, включающий в себя пористый материал, содержащий фракцию гидротальцита и неволокнистую связующую смолу.
[0008] Таким образом, настоящее изобретение заключается в следующем.
[1] Фильтр для курительного изделия, содержащий сегмент фильтра, включающий в себя пористый материал, содержащий фракцию гидротальцита и неволокнистую связующую смолу.
[2] Фильтр для курительного изделия согласно [1], в котором пористый материал дополнительно содержит фракцию целлюлозы.
[3] Фильтр для курительного изделия согласно [2], в котором фракция гидротальцита и фракция целлюлозы находятся в массовом соотношении от 10:90 до 30:70.
[4] Фильтр для курительного изделия по любому из пунктов [1] - [3], в котором фракция гидротальцита образована из соединения гидротальцита, представленного формулой (1):
M2+1-xM3+x(OH)2(An-)x/n⋅mH2O, (1)
где M2+ представляет собой ион двухвалентного металла, выбранный из группы, состоящей из Mg, Zn, Ni и Ca, M3+ представляет собой ион Al, An- представляет собой анион с валентностью n и выбран из группы, состоящей из CO3, SO4, OOC-COO, Cl, Br, F, NO3, Fe(CN)63-, Fe(CN)64-, фталевой кислоты, изофталевой кислоты, терефталевой кислоты, малеиновой кислоты, алкениловой кислоты и ее производных, яблочной кислоты, салициловой кислоты, акриловой кислоты, адипиновой кислоты, янтарной кислоты, лимонной кислоты и сульфоновой кислоты, при 0,1 < x < 0,4, и 0 < m < 2
[5] Фильтр для курительного изделия по любому из пунктов [1] - [4], в котором фракция гидротальцита имеет средний диаметр частиц от 200 до 800 мкм.
[6] Фильтр для курительного изделия по любому из пунктов [1] - [5], в котором неволокнистая связующая смола представляет собой термопластичную смолу.
[7] Фильтр для курительного изделия по любому из пунктов [1] - [6], в котором сегмент фильтра, включающий в себя пористый материал, содержащий фракцию гидротальцита и неволокнистую связующую смолу, не содержит пластификатора.
[8] Фильтр для курительного изделия по любому из пунктов [1] - [7], в котором фракция гидротальцита и неволокнистая связующая смола находятся в пористом материале в массовом соотношении от 70:30 до 80:20.
[Эффекты изобретения]
В соответствии с настоящим изобретением предлагается фильтр для курительного изделия и т.п., который может уменьшать раздражающие компоненты, такие как формальдегид, и не уменьшать больше, чем необходимо, компоненты, влияющие на аромат и вкус в основном потоке дыма.
[Краткое описание чертежей]
[0010] Фиг. 1 представляет собой диаграмму, показывающую результаты измерения соотношения степени проникновения полулетучих компонентов, нормированных количеством сырой смолы.
Фиг. 2 представляет собой диаграмму, показывающую результаты измерения степени проникновения формальдегида, нормированного количеством сырой смолы.
Фиг. 3 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую пример варианта осуществления фильтра для курительного изделия.
Фиг. 4 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую другой пример варианта осуществления фильтра для курительного изделия.
Фиг. 5 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую устройство для измерения формальдегида.
[Описание вариантов осуществления]
[0011] Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на варианты осуществления, примеры и т.п., но настоящее изобретение не ограничивается следующими вариантами осуществления, примерами и т.п. и может быть реализовано при произвольном изменении, не отступая от сущности настоящего изобретения.
[0012] <Фракция гидротальцита>
Фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя сегмент фильтра, содержащий пористый материал, содержащий фракцию гидротальцита и неволокнистую связующую смолу.
Фракция гидротальцита полностью отличается по свойствам от активных частиц, описанных в вышеупомянутых патентных документах 1-3.
В частности, в то время как активные частицы, описанные в Патентных документах 1-3, обладают свойством демонстрировать адсорбционную способность или свойством индуцировать химические реакции в отношении компонентов, вносящих вклад в аромат и вкус, фракция гидротальцита, используемая в варианте осуществления настоящего изобретения, имеет более низкую способность адсорбировать компоненты, вносящие вклад в аромат и вкус, чем активные частицы, описанные в патентных документах 1-3, и не вызывать химических реакций с компонентами, вносящими вклад в аромат и вкус.
Кроме того, фракция гидротальцита, используемая в этом варианте осуществления, имеет более высокую способность адсорбировать формальдегид в качестве раздражающего компонента, чем частицы целлюлозы, описанные в Патентном документе 4.
[0013] Фракция гидротальцита представляет собой фракцию известного соединения, имеющую слоистую структуру, аналогичную структуре гидротальцита; см., например, WO 2003/056947.
В частности, соединение гидротальцита, составляющее фракцию гидротальцита, может быть представлено следующей формулой (1)
M2+1-xM3+x(OH)2(An-)x/n⋅mH2O (1),
где M2+ представляет собой ион двухвалентного металла, выбранный из группы, состоящей из Mg, Zn, Ni и Ca, M3+ представляет собой ион Al, An- представляет собой анион с валентностью n, выбранный из группы, состоящей из CO3, SO4, OOC- CO3, SO4, OOC-COO, Cl, Br, F, NO3, Fe(CN)63-, Fe(CN)64-, фталевой кислоты, изофталевой кислоты, терефталевой кислоты, малеиновой кислоты, алкениловой кислоты и ее производных, яблочной кислоты, салициловой кислоты, акриловой кислоты, адипиновой кислоты, янтарной кислоты, лимонной кислоты и сульфоновой кислоты, при 0,1 < x < 0,4, и 0 < m < 2.
[0014] Предпочтительно, чтобы в приведенной выше общей формуле M2+ был ионом Mg, M3+ был ионом Al, An- был CO32- или SO42-, x был 0,1 < x < 0,4, m был 0 < m < 2. Такое соединение гидротальцита Mg-Al является стабильным, когда x находится в диапазоне от 0,20 до 0,33. Приведенная выше общая формула наиболее предпочтительно представляет собой Mg6Al2(OH)16CO3∙4H2O.
[0015] Соединение гидротальцита Mg-Al может быть получено путем добавления карбоната щелочного металла или карбоната щелочного металла и каустической щелочи к водному раствору водорастворимой соли алюминия, выбранной из сульфата алюминия, ацетата алюминия и квасцов, или алюминиевой кислоты и водорастворимой соли магния и проведения реакции при поддержании pH реакционной смеси на уровне 8,0 или более. Полученное соединение гидротальцита можно измельчить и классифицировать для получения частиц соединения гидротальцита.
[0016] Фракцию гидротальцита можно гранулировать, классифицировать и обрабатывать с получением частиц предпочтительного диаметра. В качестве метода гранулирования, предпочтительно, гранулирование путем экструзионного формования или компрессионного формования, поскольку легко образуются частицы, имеющие удельную площадь поверхности по БЭТ 500 м2/г или менее. В частности, предпочтительно гранулирование методом экструзионного формования, поскольку легко образуются частицы, имеющие удельную площадь поверхности по БЭТ 100 м2/г или менее.
Удельная площадь поверхности по БЭТ частиц гидротальцита, предпочтительно, составляет от 1 до 200 м2/г.
Средний диаметр частиц гидротальцита, предпочтительно, составляет от 200 до 800 мкм. Этот средний диаметр частиц представляет собой среднее значение вторичных частиц гидротальцита. Такой диаметр частиц способствует хорошей адсорбции полулетучих компонентов. Средний диаметр частиц может быть измерен с использованием устройства для измерения гранулометрического состава типа анализа изображений (например, Camsizer X2, производимого Retsch Technology).
[0017] «Компоненты, вносящие вклад в аромат и вкус», как упоминаются здесь, представляют собой полулетучие компоненты, содержащиеся в табачном дыме, и более конкретными примерами могут быть лимонен, 2,5-диметилпиразин, 3-винилпиридин, 3-бутилпиридин, фенилэтиловый спирт и индол.
Фракция гидротальцита согласно варианту осуществления настоящего изобретения при использовании в фильтре для курительного изделия не снижает выборочно какой-либо компонент, вносящий вклад в аромат и вкус, в частности, вышеупомянутые полулетучие компоненты, по сравнению с сырой смолой в табачном дыме.
[0018] Пористый материал, включенный в сегмент фильтра согласно варианту осуществления настоящего изобретения, может включать фракцию целлюлозы в дополнение к фракции гидротальцита.
Частицы целлюлозы могут быть получены прессованием коммерчески доступного порошка целлюлозы, такого как микрокристаллическая целлюлоза, в качестве исходного материала с помощью устройства для гранулирования компрессионного типа, измельчения полученного формованного тела и классификации. Фракция целлюлозы может быть выполнена со ссылкой на WO2013/084661. Как вариант, можно использовать коммерчески доступное формованное изделие из целлюлозы.
Частицы целлюлозы могут иметь объемный средний по объему диаметр (D50) от 100 до 1700 мкм, предпочтительно, от 200 до 1500 мкм и, более предпочтительно, от 300 до 1300 мкм.
Средний по объему диаметр (D50) можно измерить с помощью устройства для измерения распределения диаметров частиц (гранулометрического распределения) дифракционного/рассеивающего лазерного излучения.
Объемная плотность частиц целлюлозы может составлять от 0,05 до 1,00 г/см3, предпочтительно, от 0,10 до 0,90 г/см3 и, более предпочтительно, от 0,15 до 0,85 г/см3.
Объемную плотность частиц целлюлозы можно измерить, например, с помощью прибора для определения характеристик порошка PT-X, производимого Hosokawa Micron Corporation.
Удельная площадь поверхности по БЭТ частицы целлюлозы предпочтительно составляет 10 м2/г или менее, и, более предпочтительно, равна или меньше предела обнаружения. Нижний предел удельной площади поверхности по БЭТ частицы целлюлозы может составлять, например, более 0 м2/г.
Подобно вышеупомянутой фракции гидротальцита, фракция целлюлозы обладает способностью не снижать избирательно количество полулетучих компонентов, содержащихся в табачном дыме, по сравнению с сырой смолой табачного дыма.
Когда фракция целлюлозы используется в сочетании с фракцией гидротальцита, можно создать желаемый аромат и вкус, производимые табачным дымом, путем регулирования соотношения компонентов в составе фракций, не меняя длины сегмента фильтра, включающего фракции.
Когда вышеуказанные фракция гидротальцита и фракция целлюлозы используются в комбинации, их массовое соотношение, предпочтительно, составляет от 10:90 до 30:70 и, более предпочтительно, от 10:90 до 20:80.
Также предпочтительно, чтобы фракция целлюлозы имела диаметр частиц от 10 до 70 меш в соответствии с JIS Z 8801-1 (2006). В пределах такого диапазона диаметров частиц частицы целлюлозы могут равномерно присутствовать внутри пористого материала, и вносится вклад в неселективное уменьшение полулетучего компонента.
[0019] Фракция гидротальцита и фракция целлюлозы термически стабильны при 150°C. Термически стабильный здесь означает, что способность не избирательно восстанавливать компоненты, вносящие вклад в аромат и вкус по сравнению с сырой смолой в табачном дыме перед нагреванием до 150°C, не отличается от способности после нагревания, и что частицы не деформируются при нагревании до 150°C.
Обычно не считалось, что частицы гидротальцита очень устойчивы к нагреванию, но изобретатели настоящего изобретения установили, что частицы гидротальцита не теряют своих свойств даже при нагревании до 150°C.
[0020] В дополнение к фракции гидротальцита пористый материал сегмента фильтра согласно варианту осуществления настоящего изобретения может включать или не включать другие инертные фракции вместе с фракцией целлюлозы или вместо фракции целлюлозы в пределах диапазона, в котором эффект настоящего изобретения не ухудшается.
[0021] В настоящем описании формулировка «неизбирательное уменьшение по сравнению с сырой смолой в табачном дыме» означает, что доставляемое количество полулетучих компонентов нормализовано количеством неочищенной смолы, которое определяется описанным ниже способом измерения доставленного количества полулетучих компонентов, которое осуществляется по отношению к фильтру для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения, и обычно больше, чем у описанного ниже обычного фильтра для курительного изделия.
Фильтр (с сопротивлением воздушному потоку 85 мм H2O/27 мм), содержащий около 7% по весу триацетина в качестве пластификатора в пучке волокон из ацетата целлюлозы, используется в качестве типичного (контрольного) фильтра.
[0022] (Тест на курение)
Степень проникновения (доставленное количество) полулетучих компонентов измеряется следующим образом.
Автоматическое курение выполняется с использованием автоматического курительного устройства (RM20D, производства Borgwaldt KC Inc.) при условиях всасывающей способности 35,0 мл/2 сек, времени всасывания 2 сек/вдох и частоты всасывания 1 затяжка/мин, сырая смола собирается с использованием фильтра Cambridge (CM-133, производства BorgwaldtKC Inc.), и дым, проходящий через фильтр Cambridge, собирают в 10 мл метанола, охлажденного до -70°C, с помощью охлаждающей жидкости, состоящей из сухого льда и изопропанола. Кроме того, пентадекан d-32 содержится в растворе метанола в концентрации 5 мкг/мл в качестве внутреннего стандартного вещества.
[0023] Фильтр Cambridge, улавливающий сырую смолу, и 10 мл раствора метанола, улавливающего сигаретный дым, переносят в бутыль для сыворотки и встряхивают в течение 30 мин. После встряхивания супернатант собирают и используют в качестве аналитического образца.
Аналитический образец анализируют с помощью масс-спектрометрии газового хроматографа (GC-MSD). Agilent 7890A (Agilent Technologies Inc.) используется для ГХ, и Agilent 5975C (Agilent Technologies Inc.) используется для МСД.
[0024] <Связующая смола>
Пористый материал фильтрующего сегмента фильтра для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает неволокнистую связующую смолу. Термин «неволокнистый» в данном контексте означает, что смола не является волокнистой, как жгут из ацетата целлюлозы.
В качестве связующей смолы можно упомянуть, например, термопластичную смолу.
Примеры термопластичной смолы включают, но не ограничиваются ими, полиолефины, сложные полиэфиры, полиамиды (или нейлон), полиакрилаты, полистирол, поливинил, политетрафторэтилен (ПТФЭ), полиэфирэфиркетон (PEEK), их сополимеры, их производные, их комбинации, и тому подобное. Примеры полиолефинов включают, но не ограничиваются ими, полиэтилен, полипропилен, полибутилен, полиметилпентен, их сополимеры, их производные, их комбинации и тому подобное. Примеры подходящего полиэтилена дополнительно включают полиэтилен низкой плотности, линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, их сополимеры, их производные, их комбинации и тому подобное.
Примеры подходящих полиэфиров включают полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, полициклогексилен- диметилентерефталат, политриметилентерефталат, их сополимеры, их производные, их комбинации и тому подобное.
Примеры подходящих полиакрилатов включают, но не ограничиваются ими, полиметилметакрилат, его сополимеры, их производные, их комбинации и тому подобное.
Примеры подходящих полистиролов включают, но не ограничиваются ими, полистирол, акрилонитрилбутадиенстирол, стиролакрилонитрил, стиролбутадиен, малеиновый ангидрид стирола, их сополимеры, их производные, их комбинации и тому подобное.
Примеры подходящих поливинилов включают, но не ограничиваются ими, этиленвинилацетат, этиленвиниловый спирт, поливинилхлорид, их сополимеры, их производные, их комбинации и тому подобное.
[0025] В варианте осуществления настоящего изобретения предпочтительно использовать, по меньшей мере, одно из полиэтилена, сополимера полиэтилена, производного полиэтилена и их комбинации в качестве связующей смолы.
Примером полиэтилена могут служить полимеры GUR (зарегистрированная торговая марка), продаваемые Celanese Corporation, такие как GUR (зарегистрированная торговая марка) серии 2000 (2105, 2122, 2122-5, 2126), GUR (зарегистрированная торговая марка) серии 4000 (4120, 4130, 4150, 4170, 4012, 4122-5, 4022-6, 4050-3/4150-3), GUR (зарегистрированная торговая марка) 8000 series (8110, 8020) и GUR (зарегистрированная торговая марка) X series (X143, X184, X168, X172 , X192).
[0026] Скорость течения расплава связующей смолы, используемой в варианте осуществления настоящего изобретения, составляет, предпочтительно, 3,5 г/10 мин или менее и, более предпочтительно, 2,0 г/10 мин или менее при 190°C и 15 кг.
Связующая смола, используемая в варианте осуществления настоящего изобретения, может быть в форме частиц. Частицы могут быть в форме порошка, гранул или мелких частиц.
Когда связующая смола находится в форме частиц, диапазон ее диаметров может составлять от примерно 0,1 нм до 5000 мкм, предпочтительно, от примерно 10 нм до 500 мкм и, более предпочтительно, от примерно 100 нм до 300 мкм.
Связующая смола, используемая в варианте осуществления настоящего изобретения, может иметь объемную плотность от 0,10 г/см3 до 0,55 г/см3, предпочтительно, от 0,17 г/см3 до 0,50 г/см3 и, более предпочтительно, от 0,20 г/см3 до 0,47 г/см3.
[0027] <Пористый материал>
Пористый материал согласно варианту осуществления настоящего изобретения является составным элементом, по меньшей мере, одного сегмента фильтра, составляющего фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Пористый материал согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит фракцию гидротальцита и связующую смолу, описанные выше, и любой способ может быть использован для получения пористого материала.
Например, частицы гидротальцита (вместе, например, с частицами целлюлозы, если необходимо) и связующая смола смешиваются и помещаются в форму, имеющую подходящую форму. Форму нагревают до температуры плавления связующей смолы или выше, например, в одном варианте осуществления от примерно 150°C до 300°C, и выдерживают в течение достаточного времени и при температуре, достаточной для нагрева формы и ее содержимого до заданной температуры.
После этого вещество вынимают из формы и охлаждают до комнатной температуры, в результате чего получается пористый материал, в котором образуются пустоты.
Объем пустот пористого материала может составлять, например, от 40% до 90%, и объем пустот можно рассчитать на основании описания Патентного документа 2. Форма пористого материала конкретно не ограничена, но может быть проиллюстрирована цилиндрической формой. Длина пористого материала в направлении воздушного потока особо не ограничивается и может составлять примерно от 3 до 30 мм.
В сегменте фильтра, имеющем пористый материал, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, поскольку фракция гидротальцита фиксируется в пористом материале связующей смолой, фракция гидротальцита не улетучивается из сегмента фильтра, когда транспортируется сегмент фильтра, имеющий пористый материал или фильтр для курительного изделия, включающий сегмент фильтра, или курительное изделие, включающее фильтр для курительного изделия.
Кроме того, поскольку фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения снабжен сегментом фильтра, имеющим пористый материал, степень фильтрации смолы и никотина в расчете на сопротивление воздушному потоку фильтра снижается (облегчается доставка пользователю). Кроме того, можно сконструировать фильтр для курительного изделия, имеющий высокую скорость вентиляции при низкой степени фильтрации, когда количество смолы во время курения делается постоянным, а количество выделяемого монооксида углерода может быть уменьшено.
[0028] В пористом материале согласно варианту осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы фракция гидротальцита и неволокнистая связующая смола находились в массовом соотношении от 70:30 до 80:20. Путем включения фракции гидротальцита и неволокнистой связующей смолы в таких диапазонах можно обеспечить пустоты внутри пористого материала с соответствующим соотношением пустот, и можно соответствующим образом отрегулировать сопротивление воздушному потоку и степень проникновения полулетучих компонентов в табачный дым.
Кроме того, в случае, когда фракция гидротальцита и фракция целлюлозы используются в комбинации, массовое соотношение общей массы этих фракций и неволокнистой связующей смолы составляет от 70:30 до 80:20.
Для пористого материала согласно варианту осуществления настоящего изобретения нет необходимости использовать пластификатор, такой как триацетин, который использовался для обычных фильтров для курительных изделий. Это позволяет предотвратить удаление полулетучих компонентов табачного дыма за счет их адсорбции пластификатором.
[0029] <Фильтр для курительного изделия>
Фильтр для курительного изделия по настоящему изобретению содержит, по меньшей мере, описанный выше сегмент фильтра, имеющий пористый материал (в дальнейшем также называемый просто «сегментом, имеющим пористый материал»).
Сегмент фильтра, имеющий пористый материал, может иметь длину по окружности и длину в направлении воздушного потока, аналогичные длине по окружности и длине в направлении потока воздуха фильтра, составляющего обычную сигарету с фильтром.
Например, длина по окружности может составлять от 16 до 26 мм и предпочтительно от 24 до 26 мм. Это соответствует диаметру сегмента фильтра от 5,1 до 8,3 мм и от 7,6 до 8,3 мм, соответственно.
Сегмент фильтра, имеющий пористый материал, может иметь вышеупомянутую окружную длину, но этот сегмент фильтра не ограничивается размером фильтра, включенного в обычную сигарету с фильтром, а также может иметь длину по окружности и длину в направлении воздушного потока, подходящие для других курительные изделия, которые будут описаны ниже.
Сегмент фильтра, имеющий пористый материал, может быть обернут вокруг его внешней периферийной поверхности оберткой для фильтра, который будет описан ниже.
[0030] Фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя, в дополнение к вышеописанному сегменту фильтра, имеющему пористый материал, сегмент фильтра (в дальнейшем также может упоминаться как «сегмент обычного фильтра»), состоящий из жгута из ацетата целлюлозы, аналогичного жгуту фильтра, составляющего обычную сигарету с фильтром.
В качестве примера конфигурации согласно одному варианту осуществления, обычный сегмент фильтра расположен на стороне всасывающего конца, а вышеописанный сегмент фильтра, имеющий пористый материал, расположен между табачным стержнем, имеющим табачную нарезку, и сегментом обычного фильтра.
Фильтр для курительного изделия может быть изготовлен путем соединения сегмента фильтра, имеющего пористый материал, и сегмента обычного фильтра с использованием формовочной бумаги. Эта конфигурация показана на фиг. 3. Эта конфигурация также называется двойным сегментом.
Когда используется двойной сегмент, пористый материал не обнажается на всасывающем конце, поэтому внешний вид может быть улучшен. Также возможно предотвратить прямой контакт пористого материала со ртом пользователя.
В конфигурации согласно другому возможному варианту осуществления настоящего изобретения сегмент обычного фильтра расположен на стороне всасывающего конца, сегмент фильтра, имеющий пористый материал, расположен так, чтобы примыкать к сегменту обычного фильтра, и сегмент обычного фильтра дополнительно расположен между сегментом фильтра, имеющим пористый материал, и табачным стержнем, имеющим табачную нарезку. Эта конфигурация показана на фиг. 4. Эта конфигурация также называется тройным сегментом. При использовании тройного сегмента можно предотвратить разрушение пористого материала из-за передачи высокотемпературного тепла от стороны табачного стержня к пористому материалу.
Как показано на фиг. 3, число сегментов фильтра, составляющих фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения, может быть не только два, как показано на фиг. 3, или три, как показано на фиг. 4, но также четыре и более. В этом случае могут быть предусмотрены два или более сегментов фильтра, каждый из которых имеет пористый материал.
На Фиг. 3 и 4 показаны конфигурации, когда сигарета с фильтром используется в качестве курительного изделия, но курительное изделие может отличаться от сигареты с фильтром, как будет описано ниже, и в этом случае конфигурация может быть изменена соответствующим образом. Таким образом, можно также упомянуть вариант осуществления, в котором фильтр 7 без табачного стержня надлежащим образом используется в качестве фильтра для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения в других курительных изделиях.
Следует отметить, что внешняя поверхность фильтра, образованная соединением сегментов фильтра, может быть обернута мундштучной бумагой.
[0032] В случае, когда фильтрующий сегмент состоит из ацетатного жгута, тонкость одинарной пряжи, общая тонкость и форма поперечного сечения ацетатного жгута особо не ограничиваются.
Сегмент фильтра, отличный от сегмента фильтра, имеющего пористый материал, может быть выполнен из материала, отличного от ацетатного жгута.
При необходимости можно спроектировать регулировку сопротивления воздушному потоку и добавление добавок (известных адсорбентов, ароматизаторов, веществ, удерживающих ароматизаторы, и т.п.) к ацетатному жгуту или другому материалу.
[0033] Мундштучная бумага, формовочная бумага и обертка для обертывания внешней поверхности фильтров, используемых в обычных сигаретах с фильтром, могут использоваться для фильтра для курительного изделия согласно настоящему варианту осуществления. В данном случае обертка находится в прямом контакте с пористым материалом или фильтровальным жгутом или тому подобным и имеет цилиндрическую форму. Формовочная бумага используется для фиксации множества секций фильтра, когда имеется множество сегментов фильтра, обернутых оберткой. Мундштучная бумага используется для соединения фильтра курительного изделия с табачным стержнем, когда курительное изделие имеет табачный стержень.
Мундштучная бумага может быть снабжена вентиляционными отверстиями для регулирования соотношения присутствия табачного дыма и воздуха, вдыхаемого во время курения изделия для курения (вентиляционные отверстия показаны пунктирными линиями на мундштучной бумаге, показанной на фиг. 3 и 4). Расположение вентиляционных отверстий особо не ограничено. Например, вентиляционные отверстия могут быть расположены в один или два ряда в направлении вдоль окружности курительного изделия. Шаг вентиляционных отверстий, размер отверстий и способ открытия отверстий особо не ограничиваются.
[0034] <Курительные изделия>
Фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения можно использовать для следующих курительных изделий.
Сгорающего курительного изделие, в котором сжигается табачный наполнитель, например сигарета с фильтром; курительного изделия с нагревом без горения, в котором табачный наполнитель нагревается без горения; и курительного изделия без нагрева, в котором ароматические и вкусовые компоненты табачного наполнителя вдыхаются без сжигания или нагревания табачного наполнителя. Примером курительного изделия с нагревом без горения может служить ингаляционное устройство с угольным источником тепла, в котором табачный наполнитель нагревается теплом от сгорания углеродного источника тепла (см., например, WO2006/073065); ингаляционное устройство с электрическим нагревом, оснащенное ингаляционным устройством и нагревательным устройством для электрического нагрева ингаляционного устройства (см., например, WO2010/110226); и устройство для ингаляции с распылением жидкости, в котором источник жидкого аэрозоля, включающий источник аромата и вкуса, распыляется путем нагревания (см., например, WO2015/046385). Другим предпочтительным применением является курительное изделие с нагревом без горения, в котором стержень, генерирующий аэрозоль, используется вместо табачного наполнителя, а ароматический компонент генерируется путем нагрева снаружи стержня, генерирующего аэрозоль. Такое курительное изделие имеет аккумулятор, блок электрического нагрева и стержневой элемент, генерирующий аэрозоль, который вставляется в разъем с возможностью отсоединения. Электронагревательный блок представляет собой так называемый нагреватель и имеет теплогенерирующий элемент. Теплогенерирующий элемент электрического нагревательного элемента нагревает стержень, образующий аэрозоль, и выделяет ароматизатор из наполнителя стержня, образующего аэрозоль, в окружающий воздух. Температура нагрева стержня, образующего аэрозоль, посредством электрического нагревателя составляет, например, 400°C или менее. Курительные изделия, имеющие стержневой элемент, генерирующий аэрозоль, подробно описаны в патенте Японии №. 4889218 и патент Японии №. 4762247.
Фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения можно использовать в качестве фильтра для этих курительных изделий с нагревом без горения.
Курительное изделие без нагрева может быть проиллюстрировано устройством для вдыхания аромата, которое включает в себя держатель для всасывания и табачный наполнитель, заполняющий основной путь потока держателя для всасывания, и в котором вдыхаются ароматические и вкусовые компоненты табачного наполнителя (см., например, WO2010/095659).
[0035] Фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения может быть соответствующим образом использован в курительных изделиях, приведенных выше в качестве примеров.
В этом случае форма сегмента фильтра, имеющего пористый материал, форма фильтра для курительного изделия, включая сегмент фильтра, и т.п. могут быть изменены соответствующим образом.
[Примеры]
[0036] Настоящее изобретение будет описано ниже более конкретно со ссылкой на примеры, но настоящее изобретение не ограничивается описанием примеров при условии, что объем изобретения не выходит за рамки.
[0037] (Пример 1 изготовления)
<Устройство управления движением>
В качестве частицы гидротальцита использовали соединение гидротальцита, представленное Mg6Al2(OH)16CO34H2O. Продукт соединения гидротальцита измельчали и классифицировали для получения частиц, имеющих диаметр от 250 до 500 мкм. В качестве связующей смолы использовали полиэтилен.
Частицы гидротальцита (75 частей по массе) и полиэтилена (GUR (зарегистрированная торговая марка) 25 частей по массе, производство Celanese Corporation) в качестве связующей смолы смешивали, помещали в форму и нагревали до 200°C в течение 40 мин. Материал после нагревания вынули из формы и охладили, чтобы получить пористый материал 1, имеющий окружность 23,75 мм и длину 20 мм. Удельная поверхность частиц гидротальцита по БЭТ составляла 65 м2/г.
(Пример 2 изготовления)
Пористый материал 2 получали таким же образом, как в примере 1 изготовления, за исключением того, что вместо частиц гидротальцита использовали частицы целлюлозы.
Частицы целлюлозы были получены с использованием коммерчески доступного порошка целлюлозы (Endurance MCC VE-090, производимого FMC Corporation) в качестве сырья, прессования с использованием устройства для компрессионного гранулирования (Roller Compactor TF-208, производства Freund Corporation), измельчения и сортировки. Частицы целлюлозы имели средний диаметр (D50) 1190 мкм, объемную плотность 0,832 г/см3 и удельную площадь поверхности по БЭТ, равную или меньшую, чем предел обнаружения. Насыпную плотность измеряли с помощью прибора для определения характеристик порошка PT-X, производимого Hosokawa Micron Corporation.
(Пример 3 изготовления)
Пористый материал 3 получали таким же образом, как в примере 1 изготовления, за исключением того, что вместо частиц гидротальцита использовали частицы неактивированного карбида, их вес составлял 80 частей по весу, а вес полиэтилена составлял 20 частей по весу. Адсорбционная способность частиц неактивированного карбида по бензолу, измеренная в соответствии с JIS K 1474, составляла 0,6.
Частицы неактивированного карбида были получены путем обработки скорлупы кокосовых орехов карбонизацией в атмосфере инертного газа в печи для карбонизации.
(Пример 4 изготовления)
Пористый материал 4 получали таким же образом, как в примере 3 изготовления, за исключением того, что вместо частиц гидротальцита использовали низкоактивированный уголь, полученный способом паровой активации. Низкоактивированный уголь имел удельную площадь поверхности по БЭТ 725 м2/г.
(Пример 5 изготовления)
Пористый материал 5 получали таким же образом, как в примере 3 изготовления, за исключением того, что вместо частиц гидротальцита использовали активированный уголь, полученный методом паровой активации. Активированный уголь имел удельную площадь поверхности по БЭТ 1142 м2/г.
[0038] <Пример 1 испытаний: <Сравнение степени проникновения полулетучих компонентов>
Табачный стержень, содержащий табачную крошку, был удален из имеющейся в продаже сигареты с фильтром, и вышеописанный пористый материал (20 мм) в качестве сегмента фильтра и фильтр из жгута из ацетата целлюлозы (7 мм; 5.5Y31000) были последовательно соединены с табачным стержнем, чтобы подготовить сигарету с фильтром для тестирования.
В качестве контроля приготовили сигарету с фильтром, подключив фильтр из жгута из ацетата целлюлозы (27 мм; 2.8Y35000) к табачному стержню, как описано выше.
Испытание на курение проводилось с использованием этих сигарет с фильтром, и количество сырой смолы, а также лимонена, 2,5-диметилпиразина, 3-винилпиридина, 3-бутилпиридина, фенилэтилового спирта и индола в качестве полулетучих компонентов из числа компонентов табачного дыма подвергались выборочному анализу.
Тест на курение проводился с использованием оборудования и условий, описанных выше.
Результаты представлены на фиг. 1. Тип полулетучих компонентов указан по оси абсцисс на фиг. 1. Отношение количества полулетучего компонента, нормированного на количество сырой смолы в каждой пробе, к контролю указано по оси ординат на фиг. 1, и его большее значение указывает на то, что произошло меньшее избирательное восстановление (степень проницаемости большая).
[0039] Из результатов, показанных на фиг. 1, следует, что в образце, имеющем пористый материал, использующий фракцию целлюлозы или фразу неактивированного карбида в качестве сегмента фильтра, степень проникновения (количество доставки) полулетучих компонентов была как правило, больше, чем у контроля, тогда как в образце, имеющем пористый материал с использованием низкоактивированного угля или активированного угля в качестве сегмента фильтра, степень проницаемости (количество доставки) полулетучих компонентов, как правило, было меньше, чем у контроля.
Эти результаты показывают, что фракция гидротальцита и фракция целлюлозы обладают способностью не избирательно восстанавливать полулетучие компоненты по сравнению с неочищенной смолой табачного дыма.
[0040] <Пример 2 испытаний: Сравнение адсорбционной способности формальдегида>
(Измерение количества формальдегида в дыме основного потока)
Количество формальдегида в дыме основного потока измеряли официальным канадским методом (метод 2,4-DNPH-HPLC) для определения адсорбционной способности формальдегида.
Сначала 9,51 г 2,4-динитрофенилгидразина (DNPH) нагревали и растворяли в 1 л ацетонитрила, затем добавляли 5,6 мл 60% хлорной кислоты и добавляли сверхчистую воду для приготовления 2 л собирающего раствора.
Схема измерительного устройства будет описана со ссылкой на фиг. 5. Как показано на фиг. 5, собирающий раствор 13 DNPH помещали в промывную емкость 12 для собранного газа. Объем промывной емкости 12 для газа составлял 100 мл, и количество собирающего раствора DNPH 13 составляло 80 мл. Промывную емкость 12 для газа помещали в баню 14 с ледяной водой и охлаждали льдом. Нижний конец стеклянной трубки 15, к которой была прикреплена сигарета 11, был погружен в собирающий раствор 13 в промывочной емкости 12 для газа. Стеклянная трубка 16 и подушка 17 Cambridge были прикреплены так, чтобы сообщаться с мертвым объемом промывочной емкости 12 для газа, и подушка 17 Cambridge и автомат 18 для курения были соединены.
Сигарета 11 была прикреплена к стеклянной трубке 15, и сигарета 11 автоматически выкуривалась при стандартных условиях курения, установленных ISO. Таким образом, для каждой сигареты операция всасывания 35 мл в течение 2 секунд за одну пустую затяжку повторялась с интервалами 58 секунд. В то время как основной поток дыма пузырился, формальдегид был дериватизирован с помощью DNPH. Были установлены две сигареты для измерения. В это время все сигареты, использующие частицы примеров приготовления, были отрегулированы таким образом, чтобы потеря давления была одинаковой.
[0041] Полученное таким образом производное измеряли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Сначала собранный раствор фильтровали, а затем разбавляли раствором Trizma Base (4 мл собирающего раствора, 6 мл раствора Trizma Base). Полученный раствор измеряли с помощью ВЭЖХ. Условия измерения ВЭЖХ следующие.
Столбик: HP LiChrospher100 RP-18 (5 µ) 250 × 4 мм
Охранный столбик: HP LiChrospher 100 RP-18 (5 µ) 4 × 4 мм
Температура столбика: 30°C
Длина волны обнаружения: DAD 356 нм
Объем впрыска: 20 µЛ
Подвижная фаза: градиент с тремя фазами (раствор A: ультрачистый водный раствор, содержащий 30% ацетонитрила, 10% тетрагидрофурана и 1% изопропанола; раствор B: ультрачистый водный раствор, содержащий 65% ацетонитрила, 1% тетрагидрофурана и 1% изопропанола; раствор C: ацетонитрил 100%).
В качестве контрольного теста количество формальдегида в дыме основного потока было измерено для сигареты, снабженной фильтром, не содержащим никаких фракции (далее именуемым контролем). Количество сырой смолы, собранной непосредственно на подушке Cambridge, также измерялось отдельно.
[0042] Степень проникновения формальдегида, нормированная количеством сырой смолы, определяли путем подстаовки измеренного количества формальдегида в следующую формулу:
(Проницаемость формальдегида, нормализованная количеством сырой смолы) = [{(измеренное количество формальдегида (мкг/сиг)/ (количество сырой смолы) (мг/сиг)].
[0043] Результаты показаны на фиг. 2. Понятно, что чем меньше числовое значение по оси ординат на фиг. 2, тем меньше проницаемость (доставленное количество) формальдегида на неочищенный гудрон и тем больше количество формальдегида, адсорбированного на частицах, содержащихся в пористом материале.
Из результатов, показанных на фиг. 2, было установлено, что при использовании пористого материала, содержащего частицы гидротальцита, количество доставленного формальдегида может быть низким, как при использовании низкоактивированного угля и активированного угля.
Из результатов примеров 1 и 2 испытаний было обнаружено, что фракция гидротальцита, используемая в вариантах осуществления настоящего изобретения, обладает способностью не избирательно снижать уровень полулетучих компонентов в табачном дыме по сравнению с сырой смолой табачного дыма, а также имеет способность выборочно уменьшать раздражающие летучие компоненты, такие как формальдегид.
[0044] <Оценка органолептических свойств>
Для каждой сигареты с фильтром для тестирования, у которых полулетучие компоненты были измерены, степень вентиляции и количество смолы были отрегулированы до 37% и 10 мг, соответственно, и были оценены органолептические свойства во время курения.
В результате было установлено, что в образце, снабженном сегментом фильтра, имеющим пористый материал, включающий фракцию гидротальцита, фракцию целлюлозы или фракцию неактивированного карбида, аромат и вкус табачного дыма, усилились, а раздражение уменьшилось. Между тем, в образце, снабженном пористым материалом с использованием низкоактивированного угля или активированного угля, который представляет собой активную фракцию в качестве фильтрующего сегмента, аромат и вкус, табачного дыма, уменьшились.
[0045] На основе результатов, полученных при измерении полулетучих компонентов и органолептической оценки, было подтверждено, что при использовании фильтра для курительного изделия в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения можно вызвать избирательное проникновение полулетучих компонентов (без их удаления фильтром), что позволяет предоставлять пользователю более сильный аромат и вкус, присущие листьям табака.
Кроме того, когда используется фильтр для курительного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения, формальдегид, который является раздражающим компонентом, может быть эффективно уменьшен.
[Список ссылочных позиций]
[0046] 1 участок табачного стержня
2 сегмент обычного фильтра
3 сегмент фильтра, имеющего пористый материал
4 обертка
5 формовочная бумага
6 мундштучная бумага
7 фильтр
1. Фильтр для курительного изделия, содержащий
сегмент фильтра, включающий в себя
пористый материал, содержащий
фракцию гидротальцита и
неволокнистую связующую смолу, причем
пористый материал дополнительно содержит фракцию целлюлозы.
2. Фильтр для курительного изделия по п. 1, в котором
фракция гидротальцита и фракция целлюлозы находятся в весовом соотношении от 10:90 до 30:70.
3. Фильтр для курительного изделия по п. 1 или 2, в котором
фракция гидротальцита образована из соединения гидротальцита, представленного формулой (1)
M2+1-xM3+x(OH)2(An-)x/n⋅mH2O, (1)
где M2+ является ионом двухвалентного металла, выбранным из группы, состоящей из Mg, Zn, Ni и Ca, M3+ является ионом Al, An- является анионом, имеющим валентность n и выбранным из группы, состоящей из CO3, SO4, OOC-COO, Cl, Br, F, NO3, Fe(CN)63-, Fe(CN)64-, фталевой кислоты, изофталевой кислоты, терефталевой кислоты, малеиновой кислоты, алкениловой кислоты и ее производных, яблочной кислоты, салициловой кислоты, акриловой кислоты, адипиновой кислоты, янтарной кислоты, лимонной кислоты и сульфокислоты, 0,1<x<0,4, и 0<m<2.
4. Фильтр для курительного изделия по любому из пп. 1-3, в котором
фракция гидротальцита имеет средний диаметр частиц от 200 до 800 мкм.
5. Фильтр для курительного изделия по любому из пп. 1-4, в котором
неволокнистая связующая смола представляет собой термопластичную смолу.
6. Фильтр для курительного изделия по любому из пп. 1-5, в котором
фракция гидротальцита и неволокнистая связующая смола находятся в пористом материале в весовом соотношении от 70:30 до 80:20.
